Evitare cortocircuiti per arco elettrico contattori?

[Samsa]

Premetto che sto ancora studiando quadri elettrici a livello didattico, quindi le mie conoscenze sono assai limitate e imprecise.

 

Come si evitano evitare cortocircuiti durante l'estinzione dell'arco elettrico di un contattore?  Per esempio, durante il passaggio da stella a triangolo durante l'avvio di un motore asincrono trifase.  Bastano gli interblocchi meccanico ed elettrico? Se i contattori sono pilotati da un PLC, si prevede anche un timer TOF di circa 50 ms alla diseccitazione della bobina di un contattore?

 

Grazie per l'aiuto.

 

[Livio Orsini]

23 minuti fa, Samsa ha scritto:

Bastano gli interblocchi meccanico ed elettrico?

 

Normalmente si.

 

25 minuti fa, Samsa ha scritto:

e i contattori sono pilotati da un PLC, si prevede anche un timer TOF di circa 50 ms alla diseccitazione della bobina di un contattore?

 

Se c'è un interblocco elettrico o, meglio, meccanico tra i due contattori anche se il PLC inviasse i comandi contemporaneamente, il comando di chiusura avrà effetto solo quando l'interblocco lo consente.

Un metodo semplice ma efficace, vista la velocità di esecuzione dei cicli dei moderni PLC, è dare il comando di apertura, poi leggere lo stato effettivo del contattore e se questo è realmente aperto, dare il comdando di chiusura al secondo contattore. Questo vale per la commutazione "Y"-"D", mentre per l'inversione di marcia, si deve comunque attendere il tempo di fermata del motore, meglio se il motore disppone di un rivelatore di velocità zero.

[max.bocca]

Normalmente si usa un Ton non Toff nel programma del PLC per fare la funzione stella triangolo.

Il consiglio di  @Livio Orsinidi leggere lo stato del contatore nei mei quarant'anni di esperienza ne ho visti ben pochi in quanto un ingresso del PLC ha un costo!!! Come pure tre uscite... Linea Stella Triangolo... 

Anche qui si apre un mondo... C'è qui vuole che il PLC piloti un temporizzatore esterno stella e triangolo perché il collaudatore fa prima agire su un potenziamento che modificare un parametro del PLC.

[Livio Orsini]

23 minuti fa, max.bocca ha scritto:

l consiglio di  @Livio Orsinidi leggere lo stato del contatore nei mei quarant'anni di esperienza ne ho visti ben pochi in quanto un ingresso del PLC ha un costo!!! Come pure tre uscite... Linea Stella Triangolo...

 

Se non hai i contattori interbloccati, l'interblocco lo devi realizzare tramite PLC. I temporizzatori non ti garantiscono la chiusura di un contattore quando l'altro è effettivamente aperto, anche perchè i tempi non possono essere eccessivamente lunghi!

 

 

[Marco Fornaciari]

Nel comando dei contattori tramite PLC bisogna sempre mettere i contatti di feedback e usare sia lo stato dell'uscite che dell'ingresso di feefback, quindi inserire anche un tempo compatibile con le dimensioni dei contattori: almeno 100 mS.

La velocità del PLC è troppo alta per gli interblocchi meccanici, pertanto non conviene utilizzarli, a meno di mettere almeno un tempo di interblocco do 500 mS.

 

Personalmente nel caso degli avviamenti Y-D uso due uscite: Y e D, poi faccio i relativi cablaggi con i temporizzatori ritardati alla diseccitazione sui contattori, è più affidabile ed in ogni caso i cablaggi di inetrblooco elettrico vannop eseguiti (c'è chi fa fare tutto al PLC, ma poi si vedono i risultati, magari quando l'inesperto e frettoloso menutentore/collaudatore fa delle forzature, che manco servono).

 

Ma una domanda sorge spontanea: a scuola vi insegnao come si progettano le automatizioni in ossequio alla direttiva macchine e alle norme di sicurezza?

Modificato: venerdì alle 21:29 da Marco Fornaciari

[Samsa]

@Marco Fornaciari, io non sono uno studente, bensì sto studiando per fare l'insegnante.

 

La Direttiva Macchine non rammento che fosse menzionata in alcuno dei libri (recenti) per ITIS che ho preso.  Le norme sulla sicurezza delle persone ci sono, più che altro in ambito civile, e infatti ho solo un'idea di come si faccia in ambito industriale - quello che so, l'ho imparato più che altro studiando qua e là in rete.

 

Nei progetti didattici, gli interblocchi elettrici sono presenti negli schemi di logiche cablate, ma mai negli schemi con logica programmata, dove l'interblocco si demanda al PLC solo in base a contatti e uscite, mai col contributo di contatti ausiliari. Timer o altre contromisure per gestire l'estinzione dell'arco elettrico di un contattore, l'arresto di un motore, ecc. non ne ho mai visti, per non parlare dell'eventualità che un contattore si inceppi.

 

Comunque, dopo aver letto le risposte tue e di @Livio Orsini, mi pare di capire che una soluzione condivisa da entrambi potrebbe consistere in un ritardo nel PLC alla diseccitazione di un contattore, associata a interblocchi elettrici.  Niente controlli dal PLC su contatti ausiliari, né interblocchi meccanici.  Cosa ne dite?

 

Grazie per l'aiuto.

 

[Marco Fornaciari]

Dico che se non usi i contatti di feedback per gli interblocchi te la vai a cercare.

10000 volte funziona, ma se non funziona son dolori forti e nella realtà può scattare il penale, ed è scritto pure nei manuali del PLC.

 

Lo so, a scuola non non sanno nulla della direttiva macchine e in generale di tutta l'automazione, è una materia complessa, contestualizzata e dove le norme CEI servono fino alle ore 0:15 del giorno, quindi per ogni settore industriale ci sono norme specifiche da rispettare, a cominciare dalle UNI e le ISO.

Spiegare solo l'impiantistica in bassa tensione standard e civile, e un po della distribuzione industriale è molto più facile e immediato

 

Anche la robotica e la programmazione sono insegnate giusto per far vedere c'è e funzionano, nella realtà le cose sono parecchio diverse.

Così come l'elettronica non ha nulla a che vedere con la programmazione, però la matematica e le trigonmetria si, e pure tanto.

E l'informatica serve al programmatore di automazione solo se deve gestire dati e interfacciarsi con data base per la gestione amministraiva e ISO 9000 con i suoi derivati.

 

L'automazione e la programmazione nel secolo scorso, quando facevo parte dell'organizzazione Telemecanique, ora Schneider, l'ho insegnata a gli insegnati di alllora: sorvoliamo sulle faccie che ho visto e su quanto erano indietro (sorvolando sul fatto che nei primi anni '70 a scuola ci facevano studiare su norme, metodi, apparecchiature e simboli superati da decenni, io pur esendo un ragazzino lo sapevo per via che per le frequentazioni di famiglia ero aggiornato con i nuovi prodotti e norme di cui era avido di letture).

[drn5]

La storia che i contatti costano dipende dalle casistiche di guasto a conoscenza del progettista, dalle richieste del cliente e dalla sensibilità del costruttore. Un eccesso di sicurezza non è negativo. I ritardi software "costano niente", si modificano alla svelta, ma potrebbero non essere considerati sufficienti. 

[Samsa]

14 minutes ago, Marco Fornaciari said:

Dico che se non usi i contatti di feedback per gli interblocchi te la vai a cercare.

10000 volte funziona, ma se non funziona son dolori forti e nella realtà può scattare il penale, ed è scritto pure nei manuali del PLC.

 

Purtroppo non mi era chiaro quando parlavi di interblocchi se ti riferissi solo a quello elettrico. Quindi, per te la soluzione sarebbe: ritardo nel PLC alla diseccitazione dei contattore + controllo del contatto ausiliario + interblocco elettrico?

 

14 minutes ago, Marco Fornaciari said:

 

L'automazione e la programmazione nel secolo scorso, quando facevo parte dell'organizzazione Telemecanique, ora Schneider, l'ho insegnata a gli insegnati di alllora: sorvoliamo sulle faccie che ho visto e su quanto erano indietro (sorvolando sul fatto che nei primi anni '70 a scuola ci facevano studiare su norme, metodi, apparecchiature e simboli superati da decenni, io pur esendo un ragazzino lo sapevo per via che per le frequentazioni di famiglia ero aggiornato con i nuovi prodotti e norme di cui era avido di letture).

 

Anch'io sto tentando di documentarmi sulle pratiche industriali attuali, ma di progetti reali ho trovato molto poco in rete, e comunque è per me materiale ancora astruso.

 

Grazie ancora per l'aiuto.

[Samsa]

30 minutes ago, drn5 said:

La storia che i contatti costano dipende dalle casistiche di guasto a conoscenza del progettista, dalle richieste del cliente e dalla sensibilità del costruttore. Un eccesso di sicurezza non è negativo. I ritardi software "costano niente", si modificano alla svelta, ma potrebbero non essere considerati sufficienti. 

C'entra anche il fatto che determinati malfunzionamenti produrrebbero un cortocircuito o comunque una sovracorrente tale da far scattare le protezioni prima che si danneggi qualche componente?  In questi casi si potrebbe - volendo - rinunciare a verifiche costose a livello hardware?  Naturalmente non parlo di casi in cui un malfunzionamento potrebbe mettere a rischio persone.

[Samsa]

P.S.: @Marco Fornaciari, il controllo del contatto ausiliario da parte del PLC rende ridondante l'interblocco elettrico, però ho inteso che è una ridondanza intenzionale per aumentare l'affidabilità.

[Livio Orsini]

8 ore fa, Samsa ha scritto:

La Direttiva Macchine non rammento che fosse menzionata in alcuno dei libri (recenti) per ITIS che ho preso.

 

Se si fanno impianti industriali la conoscenza della direttiva macchine è indispensabile.

 

7 ore fa, Samsa ha scritto:

C'entra anche il fatto che determinati malfunzionamenti produrrebbero un cortocircuito o comunque una sovracorrente tale da far scattare le protezioni prima che si danneggi qualche componente?

 

Se non ci sono interblocchi elettrici, meccanici o software, nel caso di uno comado "Y"/"D", può succedere che entrambi i contattori siano chiusi contemporaneamente; se questo avviene nella ipotesi più favorevole interverrà la protezione magnetica, o i fusibili, a monte, però potrebbero anche danneggiarsi i contatti elettrici dei contattori. 

 

Personalmente, quando lavoravo come responsabile tecnico di aziende di automazion e industriale, in caso di logica puramente elettromeccanica esigevo ci fosse almeno l'interblocco elettrico tra i contattori, preferibilmente l'interblocco meccanico.

Nel caso, sempre più frequente, di logicha Sw tramite PLC, la soluzione preferita è sempre stata la rilettura dei contatti ausiliari come garanzia dell'avvenuta apertura.

Però la scelta tra rilettura e temporizzatori esterni con interblocco elettrico di sicurezza, è sempre dovuta alla quantità di queste partenze motori in un impianto.

Per mia formazione mentale ho sempre cercato di evitare le partenze "Y"/"D", preferendo gli avviatori statici SoftStarter.

Nel caso ci fossero 2 o 3 partenze "Y"/"D", 2 o 3 ingressi in più non spostano il costo del PLC, anche considerando che le normative raccomandano di avere una certa percentuale di I/O liberi.

Se, invece, le partenze di questa tipologia cominciano ad essere più numerose la soluzione temporizzata, con temporizzatori software o esterni, comincia ad avere un peso sul risparmio costi.

 

Per curiosità: che materie andresti ad insegnare poi?

[Marco Fornaciari]

Alcune precisazioni importanti.

 

Gli impianti di distribuzione, topografia a parte, sono concettualmente tutti uguali e seguono tutti le medesime regole pertanto insegnarli è semplice e immediato.

Gli impianti di automazione sono tutti diversi e vanno sempre contestualizzati, si ci sono le macchine di serie, ma sono sempre tutte uguali al 90-95%, poiché bisogna sempe tenere conto del luogo dove saranno utilizzate.

Dal punto di vista del CEI comandare un motore da 100 W piuttosto che uno da 3 MW è +/- la stessa cosa, in realtà sono due cose ben diverse dove il primo parametro da considerare è la tensione di alimentazione: il 10 W non lo alimenti a 6 kV, il 3 MW lo devi alimentare a 6 kV, quindi cambia tutto.

Nel civile e nel terziario si usano le tensioni 400 V trifase e 230 V monofase.

Nell'industria in alcuni paesi si usa la trifase e 690 V, e si comincia ad usarla anche in Italia: si dimezza la sezione del rame e quindi delle canalizzazioni, e si sta lavorando per il 1000 V. 

 

Pertanto tutto quanto riguarda l'automazione non si si riesce ad insegnarlo in 5 (cioè 3) anni di scuola superiore e 5 di università, vanno vissuti sporcandosi le mani: all'estero esistono alcune scuole in automazione dove si impara anche lavorando in cantiere, e per forza di cose sono gestite da organizzazioni di produttori di apparecchiature e costruttori d'impianti.

 

Tornando agli interblocchi, sono solo il 5% di tutto quando riguarda l'automazione.

[Samsa]

1 hour ago, Livio Orsini said:

Però la scelta tra rilettura e temporizzatori esterni con interblocco elettrico di sicurezza, è sempre dovuta alla quantità di queste partenze motori in un impianto.

 

Quindi raccomanderesti o solo interblocco elettrico o solo rilettura dei contatti, secondo i casi, giusto?

 

1 hour ago, Livio Orsini said:

Per curiosità: che materie andresti ad insegnare poi?

 

La cosiddetta "Laboratori di scienze e tecnologie elettriche ed elettroniche" in un istituto tecnico o professionale.  Tra tante cose, andrò a insegnare ai ragazzi come si cabla un quadro elettrico industriale, io che non ne ho mai visto uno dal vivo.  Come disse qualcuno: chi sa fare, fa, e chi non sa fare, insegna.  Meno male che ci siete voi di PLC Forum a colmare le mie lacune! 🤗

[Samsa]

51 minutes ago, Marco Fornaciari said:

Pertanto tutto quanto riguarda l'automazione non si si riesce ad insegnarlo in 5 (cioè 3) anni di scuola superiore e 5 di università, vanno vissuti sporcandosi le mani: all'estero esistono alcune scuole in automazione dove si impara anche lavorando in cantiere, e per forza di cose sono gestite da organizzazioni di produttori di apparecchiature e costruttori d'impianti.

 

Anche in Italia oggigiorno è prevista l'alternanza scuola-lavoro.

 

51 minutes ago, Marco Fornaciari said:

 

Tornando agli interblocchi, sono solo il 5% di tutto quando riguarda l'automazione.

 

Certamente, però alla fine per favore potresti dirmi se in un sistema con PLC, assodato che l'interblocco meccanico è troppo lento, raccomanderesti solo il controllo del contatto ausiliario, oppure solo l'interblocco elettrico, oppure entrambi, oppure dipende dalla criticità del contesto?

 

Grazie per l'aiuto.

Modificato: 13 ore fa da Samsa

[Samsa]

P.S.: @Marco Fornaciari, poi ci anche gli ITS (Istituto Tecnico Superiore) post-diploma dove insegnano professionisti dell'industria, quindi scuole più vicine alle realtà formative che descrivi tu.

Modificato: 13 ore fa da Samsa
Chiarito acronimo.

[Livio Orsini]

47 minuti fa, Samsa ha scritto:

Quindi raccomanderesti o solo interblocco elettrico o solo rilettura dei contatti, secondo i casi, giusto?

 

Il miglior interblocco è sempre quello meccanico, bisogna acquistare la coppia di contattori con il loro kit di interblocco.

Rilettura ed interblocco elettrico soffrono del medesimo difetto: si basano sul concetto che lo stato del contatto ausiliario sia identico a quello dei contatti di potenza; questo però non è sempre grantito perchè:

• la commutazione del contatto ausiliario è leggermente asincrona a quella dei contatti di potenza.
• Se il contatto di potenza si è fuso, rimanendo "incollato" non lo sai perchè l'ausiliario commuta liberamente.

Comunque rilettura ed interblocco elettrico sono metodi alternativi.

 

53 minuti fa, Samsa ha scritto:

ra tante cose, andrò a insegnare ai ragazzi come si cabla un quadro elettrico industriale, io che non ne ho mai visto uno dal vivo.

 

Ai miei tempi, siamo ben oltre 60 anni fa😒, il professore laureato si occupava dell'insegnamento teorico; poi in laboratorio c'erano dei vecchi tecnici pensionati che erano veramente esperti in quelle materie; si andava dall'ex aggiustatore meccanico che faceva assistenza per lima e macchine utensili, ai vari specialisti di strumentazione, radiantistica, elettronica di potenza, macchine elttriche che aveva passato una vita nelle grandi aziende milanesi, dove un tempo c'erano ziende che avevano nomi come: Radio Marelli, Jhon Geloso, FIAR, GCE, Siemens, Ercole Marelli, CTIBB, Ansaldo e via elencando. Ora di queste non ne esiste alcuna, grazie anche alla lungimiranza di "esperti" come un famoso professore che fu, tra l'altro, presidente del consiglio dei ministri italiani, e della commissione europea.

[Livio Orsini]

21 minuti fa, Samsa ha scritto:

poi ci anche gli ITS (Istituto Tecnico Superiore) post-diploma dove insegnano professionisti dell'industria, quindi scuole più vicine alle realtà formative che descrivi tu.

 

Ai miei tempi a Milano ce ne erano 2 di questi trienni di perfezionamento post diploma: uno era presso l'Itistituto Radiotecnico A. Beltrami e l'altro presso l'ITIS Feltrinelli. Io frequentai al Beltrami nella specializzazione elettronica industriale.

[Marco Fornaciari]

Insegnare a cablare un quadro è semplice e rapido, tanto come insegnare a cablare un impianto civile di un appartamento o/e un palazzo: già una villa è una cosa diversa, sorvoliamo sugli ambienti industriali.

Il complicato è insegnare a progettare un quadro di automazione, conoscere le norme CEI e la direttiva macchine è fondamentale, ma poi è fondamentale conoscere l'ambiete applicativo di ogni singola automazione.

Per progettare bisogna conoscere anche le esigenze specifiche degli ambienti: metalmeccanico, alimentare, farmacutico, legno, cartario, ferroviario, ecc. ecc., e con tutte le loro varianti e personalizzazioni di settore.

Un banale esempio, un sistema di trasporto a rulliere va costruito e gestito diversamente se va in ambiente alimentare piuttosto che dell'auto, e trasporta sempre bancali EPAL/UIC con sopra degli oggetti con lo stesso peso.

 

La scuola lavoro è una bella cosa solo in teoria, ho visto nipoti e cugini, ma ho visto (e vedo ancora) i ragazzi che sono dai miei ex clienti, e nel secolo scorso ho tenuto corsi post diploma e preso ragazzi in stage, e due li ho anche tenuti.

Intanto per esigenze assicurative e di sicurezza non possono andare in ogni luogo e fare di tutto, quindi sono limitati nell'apprendimento della realtà industriale.

Anche in ufficio tecnico diventa difficile farli partecipare allo sviluppo di un progetto: non conoscono le apparecchiature e come devono essere impiegate, e il tempo a loro disposizione è troppo poco. Poi quali sistemi CAD/CAM/CAE si usano a scuola e nei vari uffici tecnici?

Di fatto la scuola lavoro serve a un ragioniere o a un chimico (contabilità e formule sono sempre quelle), già a un geometra serve a ben poco (lo ha sancito mia nipote).

Allo scopo erano molto più efficienti le scuole di apprendistato, e lo sarebbero ancora se ci fosse la volontà di metterle in piedi e gestirle (Leonardo Del Vecchio docet, uno a caso di cui ho appena letto una biografia).

 

Quando un ingegnere elettrotecnico fa questa domanda: come si misura le corrente che passa in un cavo, cosa gli rispondi?

Eravano in due a sentire e siamo rimasti in silenzio per quasi un minuto.

 

E sono perfettamente in accordo con Livio a riguardo della perdita delle eccellenze italiane per le teorie del fare cassa di alcuni eminenti economisti italiani: fatto cassa al momento e perso i miliardi di incasso degli ultimi 30 anni, il bello è che quelle tecnologie oggi non esitono più, ma non perché obsolete.

Per la cronaca, a fine anni '80 usavo un SW simile a MS Office, stava su 11 floppy disck, oggi servono GB di DLL, unica differenza: al tempo si lavorava a carattere oggi a grafica vettoriale, ma sempe a qui tempi in Unix ho visto, in vettoriale, cose che i sistemi Windows oggi ancora si sognano.

 

[max.bocca]

@Livio Orsini temporizzatore esterno ma i blocchi elettrici e meccanico sempre presente.

Quello meccanico secondo me è molto più necessario per le manovre classiche dei meccanici che premono i contattori a caso...

[Samsa]

1 hour ago, max.bocca said:

@Livio Orsini temporizzatore esterno ma i blocchi elettrici e meccanico sempre presente.

Quello meccanico secondo me è molto più necessario per le manovre classiche dei meccanici che premono i contattori a caso...

 

Con "temporizzatore esterno" intendi un temporizzatore esterno al PLC?  Se è così, nella logica PLC cosa metteresti?

[Marco Fornaciari]

Se il temporizzatore esterno lo metti come blocco aggiuntivo sul contattore secondo alcune teorie si fa senza quello nella logica del PLC.

Nel PLC metti solo l'interblocco tra le due uscite. 

Ma in ogni caso va tutto contestualizzato, banalmente c'è differenza tra un contattore da 9 A (taglia tipicamente minima) e uno da 250 A.

Magari il temporizzatore in logica serve anche per altri motivi, quindi svolge due compiti.

 

Quello che devi mettere a fuoco è che in automazione bisogna sempre contestualizzare, e il discorso si apre a ventaglio.

Per esempio se il motore è abbinato ad un sistema con elevata inerzia il tempo di ritardo è obbligatorio, ma appunto in prima analisi per coprire l'inerzia, quindi da un 1 secondo di ritardo passi a 10, ragion per cui problema dell'arco elettrico è superato.

Altra condizione vincolante è il controllo del corretto funzionamento delle macchine, pertanto nella logia del PLC si costruiscono parti di controllo che generano allarmi e arresti, pertanto il solo, o l'unico, temporizzatore esterno al PLC non è compatibile.

 

In distribuzione elettrica l'interblocco meccanico tra due interruttori che commutano tra due linee e di fatto sempre obbligatorio, in automazione no.